JP2007333462A - タイヤ型部材検査方法、タイヤ型部材検査装置、および型部材作製工程精度検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ作製用の型部材について、タイヤ表面に対応する面以外の部分も含む全体の形状精度を検査する。
【解決手段】計測によって取得された型部材３次元測定データと、型部材の３次元設計データとを比較することで、作製された型部材の形状の３次元設計データからのずれ量を導出するものであり、型部材は、タイヤ一周分のトレッド面形状をタイヤ周方向に沿って複数の部分に分割した部分形状の１つに対応し、比較の際、取得した型部材３次元測定データに応じて、型部材３次元測定データにおける測定データ基準点を設定し、測定データ基準点と設計データ基準点とを一致させて、３次元測定データと３次元設計データとのずれ量を導出する。
【選択図】図８

Description

本発明は、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づいて作製された、タイヤ作製用の型部材の形状精度を検査する方法および装置、また、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づい作製されたマスター型部材の形状を繰り返し転写して、転写の度に異なる材質の型部材を順次作製するタイヤ作製用型部材作製過程における、それぞれ異なる複数の転写工程間での形状転写精度を検査する方法に関する。

高精度な形状のタイヤを作製するには、高精度な形状のタイヤ加硫用金型が必要であることはいうまでもない。このようなタイヤ加硫用金型には、一般的に部分モールドが採用されている。部分モールドは、上下サイドモールドと、径方向分割面を形成するよう複数に分割されたセグメントモールドと、を備えている。このような複数の部分モールドが組み合わされて配置されることで、タイヤ加硫用金型全体が構成される。

従来、高精度な形状のタイヤを作製する要素として、これらの部分モールドが加硫機に装着された状態（タイヤ加硫用金型が構成された状態）のみに着目していた。このため、従来では、複数のトレッドセグメントモールドなどの部分モールドを、加硫機に装着された状態と同様に配置し、この配置状態でトレッドセグメントの内周面（すなわちタイヤのトレッド面に対応する面）の形状を、一周分測定していた（例えば下記特許文献１および特許文献２）。また、複数のトレッドセグメントモールドについて、内周面の形状をそれぞれ測定し、測定した形状データを一周分の周面データとして合成する手法が、例えば、特許文献３に記載されている。
特開２００２−２５７５３７号公報 特開２００３−２６６４４５号公報 特開２００５−２７１５３６号公報

実際にタイヤを作製する際、複数の部分モールドは加硫機に配置される。加硫機に配置される際は、部分モールドの内周面（タイヤ表面に対応する面）ではなく、部分モールドのうちタイヤ面と対向する側の面である背面の形状や厚さも重要となってくる。高精度な形状のタイヤを作製するには、部分モールドにおける、このような面も含んだ全体の作製精度が重要である。上記特許文献１〜特許文献３では、いずれも、部分モールドの内周面を測定するのみであり、部分モールドのその他の面の形状の測定方法について、また作製精度の検査方法等についても、一切示唆もされていない。本願発明は、タイヤ作製用の型部材について、タイヤ表面に対応する面以外の部分も含む全体の形状精度を検査する方法および装置を提供することを目的とする。

なお、このような型部材は、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づいて作製されたマスター型の形状を繰り返し転写して、転写の度に異なる材質の型部材を順次作製する。本発明では、部分モールド全体の作製精度を決定づける、このような様々な転写段階それぞれ検査することを可能とする、タイヤ型部材検査方法およびタイヤ型部材検査装置を提供することも目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づいて作製された、タイヤ作製用の型部材の形状精度を検査する方法であって、前記３次元形状設計データを取得し、前記型部材の３次元形状を計測し、計測によって取得された型部材３次元測定データと、前記型部材の３次元設計データとを比較することで、作製された前記型部材の形状の、前記３次元設計データからのずれ量を導出するものであり、前記型部材は、タイヤ一周分のトレッド面形状をタイヤ周方向に沿って複数の部分に分割した部分形状の１つに対応し、比較の際、取得した前記型部材３次元測定データに応じて、前記型部材３次元測定データにおける測定データ基準点を設定し、前記測定データ基準点と、前記測定データ基準点に対応する前記３次元設計データにおける設計データ基準点とを一致させて、前記型部材３次元測定データと前記３次元設計データとを同一座標空間上に配置し、この配置状態で、前記型部材の前記３次元測定データと前記３次元設計データとのずれ量を導出することを特徴とするタイヤ型部材検査方法を提供する。

なお、前記型部材は、それぞれが連結して配置されることでタイヤ金型をなす複数の部分モールド、または、前記部分モールドを作製するためのマスター型であり、前記型部材の３次元形状を測定する際、載置平面を有する基板の前記載置平面に前記型部材が載置された状態で、少なくとも、前記載置平面の少なくとも一部の表面形状と、前記型部材のうち前記トレッド面形状に対応する表面部分であるタイヤ面と、前記型部材の前記タイヤ面と対向する側の表面である部材背面の少なくとも一部と、の３次元形状を測定し、前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データ、前記型部材の前記タイヤ面の３次元測定データ、および前記型部材の前記部材背面の３次元測定データに基づき、前記型部材３次元測定データにおける前記測定データ基準点を設定することが好ましい。

また、前記部材背面の前記一部は、前記部分モールドをタイヤ作製のための加硫機に配置した際の、前記部分モールドの配置位置の基準となる配置基準点を少なくとも含み、前記比較の際、前記型部材３次元測定データから前記配置基準点に対応する点を抽出し、この抽出した点を前記測定データ基準点として設定することが好ましい。

また、前記型部材は、作製したい前記タイヤの赤道面に対応する前記タイヤ面を通る平面に平行な載置用表面を備え、前記型部材の３次元形状を測定する際、前記載置用表面と前記基板の前記載置面とが当接されて、前記型部材が前記載置平面に載置された状態で、少なくとも、前記載置平面の一部の表面形状と、前記型部材の前記タイヤ面と、前記部材背面の前記一部との３次元形状を測定し、測定した前記載置平面の一部の表面形状と、前記型部材の前記タイヤ面と、前記部材背面の前記一部との３次元測定データを用いて、前記測定データ基準点を設定することが好ましい。

また、前記型部材の前記部材背面は、前記載置用表面と略垂直な垂直表面部分を少なくとも含み、前記型部材の３次元形状を測定する際、前記載置用表面と前記載置面とが当接されて前記型部材が前記載置平面に載置されて、前記垂直表面部分が前記載置面に垂直となった状態で、少なくとも、前記載置平面の一部の表面形状と、前記型部材の前記タイヤ面と、前記垂直表面部分と、の３次元形状を測定することが好ましい。

また、前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データに基づき、前記載置平面に対応する第１の平面を設定し、前記タイヤ面の３次元測定データを用いて、前記第１の平面と平行な前記タイヤ面を通る第２の平面を設定し、前記タイヤ面の３次元測定データの表す面と前記第２の平面との交線と、この交線の両端部を結ぶ直線に平行なそれぞれ異なる複数の直線それぞれと、のそれぞれ異なる２つの交点の組み合わせを複数抽出し、各組み合わせにおける２交点を結んだ複数の線分それぞれの中点を導出し、導出した複数の中点に基づいて、この中点を同一直線上の点として近似する近似直線を導出し、この近似直線を含む前記第１の平面に垂直な第３の平面を設定し、設定した前記第３の平面と前記部材背面との交線を導出し、この交線の中点を、前記基準点として設定することが好ましい。

また、前記型部材の３次元形状測定データは、３次元スキャナを用いて取得され、前記３次元スキャナは、前記型部材に投射光を照射して、前記投射光の前記型部材の表面からの反射光を検知することで、前記型部材の３次元測定データを得るものであり、前記型部材の少なくとも一部の表面に光を照射する際、鏡を介して前記型部材に前記投射光を照射し、前記投射光の前記型部材の前記表面からの反射光を、前記鏡を介して検知することが好ましい。

また、さらに、前記３次元形状測定データ測定データが表す形状および前記３次元形状設計データが表す形状の少なくともいずれか一方を、表示画面上に表示する表示出力ステップを有し、前記表示出力ステップでは、前記ずれ量が、予め定められた設計公差値よりも大きいと判定された測定点については、他の測定点と異なる表示形態で表示することが好ましい。

さらに、前記ずれ量が前記設計公差値よりも大きいと判定された測定点に対応する位置に、マーキングするステップを有することが好ましい。

また、前記型部材は、それぞれが連結して配置されることでタイヤ金型をなす複数の部分モールド、または、前記部分モールドを作製するためのマスター型であり、前記型部材の３次元形状を測定する際、載置平面を有する基板の前記載置平面に前記型部材が載置された状態で、少なくとも、前記載置平面の少なくとも一部の表面形状と、前記型部材のうち前記トレッド面形状に対応する表面部分であるタイヤ面と、の３次元形状を測定し、前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データ、および前記型部材の前記タイヤ面の３次元測定データに基づき、前記型部材３次元測定データにおける、作製したい前記タイヤの中心軸に対応する設計中心軸線上の少なくとも一点を導出して、導出した前記一点を、前記型部材３次元測定データにおける前記測定データ基準点として設定することも好ましい。

この場合、前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データに基づき、前記載置平面に対応する第１の平面を設定し、前記タイヤ面の３次元測定データを用いて、前記第１の平面と平行な前記タイヤ面を通る第２の平面を設定し、前記タイヤ面の３次元測定データの表す面と前記第２の平面との交線から、それぞれ異なる２点の組み合わせを複数抽出し、各組み合わせの２点を結んだ複数の線分それぞれの垂直２等分線のうち、異なる２つの垂直２等分線の交点の全てを導出し、導出した複数の交点に基づいて、前記設計中心軸線上の点を近似して表す軸心点を規定し、この軸心点を通り前記第１の平面と垂直な線と、作製したい前記タイヤの中心軸に対応する、前記型部材の３次元設計データにおける設計中心軸線と、を一致させて、前記３次元測定データの前記測定データ基準点以外の位置の前記ずれ量を導出することが好ましい。

また、前記軸心点として、導出した複数の交点の重心点を導出することが好ましい。

また、前記型部材の前記３次元設計データは、前記設計中心軸線と、作製したいタイヤの半径のデータとで表された、断面が真円状の３次元形状データであり、前記比較の際、前記近似中心軸線と前記設計中心軸線とを一致させて、前記３次元測定データと、断面が真円状の前記３次元設計データとのずれ量を導出することが好ましい。

本発明は、また、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づいて作製された、タイヤ作製用の型部材の形状精度を検査する装置であって、前記３次元形状設計データを取得する手段と、前記型部材の３次元形状を計測する手段と、計測によって取得された型部材３次元測定データと、前記型部材の３次元設計データとを比較することで、作製された前記型部材の形状の、前記３次元設計データからのずれ量を導出する手段と、を有し、前記型部材は、タイヤ一周分のトレッド面形状をタイヤ周方向に沿って複数の部分に分割した部分形状の１つに対応し、前記導出する手段では、比較の際、取得した前記型部材３次元測定データに応じて、前記型部材３次元測定データにおける測定データ基準点を設定し、前記測定データ基準点と、前記測定データ基準点に対応する前記３次元設計データにおける設計データ基準点とを一致させて、前記型部材３次元測定データと前記３次元設計データとを同一座標空間上に配置し、この配置状態で、前記型部材の前記３次元測定データと前記３次元設計データとのずれ量を導出することを特徴とする、タイヤ型部材検査装置も併せて提供する。

本発明は、また、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づい作製されたマスター型の形状を繰り返し転写して、転写の度に異なる材質の型部材を順次作製するタイヤ作製用型部材作製過程における、それぞれ異なる複数の転写工程間での形状転写精度を検査する方法であって、複数の転写工程のうち、少なくとも形状転写精度を検査したい転写工程前の転写前型部材の３次元形状、および前記形状転写精度を検査したい、少なくとも１つの転写工程後の転写後型部材の３次元形状、をそれぞれ測定し、前記転写前型部材の３次元形状測定データと、前記転写後型部材の３次元形状測定データとを比較することで、検査したい前記転写工程前後での形状転写精度を導出するものであり、比較の際、前記転写前型部材の３次元形状測定データに応じて、前記転写前型部材の３次元形状測定データにおける転写前測定データ基準点を設定するとともに、転写後型部材の３次元形状測定データに応じて、転写後型部材の３次元形状測定データにおける転写後測定データ基準点を設定して、前記転写前測定データ基準点および前記転写後測定データ基準点のそれぞれに基づき、前記転写工程前の前記３次元測定データおよび前記転写工程後の前記３次元測定データを、同一座標空間上に配置して、各３次元測定データ間のずれ量を導出することを特徴とする型部材作製工程精度検査方法も、併せて提供する。

なお、前記型部材は、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた形状の型に、この型を囲む壁部を有する枠体が取り付けられて構成されていることが好ましい。

また、前記転写前型部材の３次元形状として、前記枠体部材を構成する前記壁部の内面と、前記壁部で囲まれた前記型の表面と、で囲まれた内面の３次元形状を測定することが好ましい。

また、前記型部材の前記内面の３次元形状を測定する際、複数の前記壁部を順次取り外し、取り外した側から、３次元スキャナを用いて前記型部材の前記内面の３次元形状を測定することが好ましい。

本発明によれば、タイヤの作製に用いる型部材について、タイヤの表面形状に対応する以外の部分も含めて詳細に形状を測定し、これら型部材の形状の、設計形状からのずれ量を正確に検査することができる。これにより、例えば、部分モールド部材を実際に加硫機に配置した状態における、タイヤ表面に対応するモールド部材表面部分の設計値に対するずれ量を、正確に検査することができる。また、各転写段階における、転写工程前後での型部材の形状のずれ量を正確に検査することができる。このような検査結果は、各作製工程での作製精度の向上や、作製工程全体のトータルの作製精度の向上に役立てることができ、高精度の形状の部分モールドの作製、ひいては、高精度の形状のタイヤの作製に役立てることができる。

以下、本発明のタイヤ型部材検査方法、タイヤ型部材検査装置、および型部材作製工程精度検査方法について、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。

まず、本発明のタイヤ型部材検査方法およびタイヤ型部材検査装置について説明する（以下、第１の態様とする）。第１の態様では、３次元形状設計データに基づいて作製された、タイヤの作製に用いる型部材の３次元形状を計測し、計測によって取得された型部材の３次元測定データと、型部材の３次元設計データとを比較することで、作製された型部材の作製精度、すなわち、型部材測定データの型部材設計データからのずれ量を導出する。本発明において、型部材は、それぞれが連結して配置されることでタイヤ金型を成す、タイヤ一周分のトレッド面形状を周方向に沿って複数の部分に分割した各部分形状に対応する、複数の部分モールドそれぞれ、または、これら部分モールドを作製するために用いる各種中間型部材のことをいう。

複数の部分モールドとは、タイヤ作製の際に加硫機に配置される、複数のトレッドセグメント部分モールドそれぞれを指す。また、各種中間型部材とは、このようなトレッドセグメント部分モールドを作製するために用いる、ＣＡＤやＣＡＭデータである型部材設計データに応じて樹脂材を切削して作製したマスター型、このマスター型を型枠にセットした状態のマスター型部材、マスター型部材の型枠内面の空間形状が転写されたゴム型、このゴム型を型枠にセットした状態のゴム型部材、ゴム型部材の型枠内面の空間形状が転写された石膏型、この石膏型基板を型枠にセットした状態の石膏型部材、のいずれをも含む。各種中間型部材および各種中間型部材の作製については、後の第２の態様の説明において、詳述する。

図１は、本発明のタイヤ型部材検査装置の一例である、型部材３次元形状測定装置１０（以下、単に装置１０とする）について説明する概略構成図である。以下、装置１０を用いて、部分モールド３０の３次元形状を計測し、計測によって取得された部分モールド３０の３次元測定データ（モールド測定データ）と、部分モールド３０の３次元設計データ（モールド設計データ）とを比較して、作製された部分モールド３０の作製精度を導出する例について説明する。

装置１０は、部分モールド３０を載置するための載置台１２と、載置台１２に載置された部分モールド３０や載置台１２の形状（後述する載置面１５の形状）の３次元形状を測定するための３次元スキャナ１８と、載置台１２および３次元スキャナ１８と接続されたコンピュータ２０とを有して構成されている。なお、コンピュータ２０には、オペレータからの各種入力指示を受け付ける、キーボードやマウスなどからなる入力手段２２と、コンピュータ２０による各種計算結果等を表示出力するためにディスプレイ２４とが接続されている。

載置台１２は、部分モールド３０を載置するための平面状の載置面１５を有するステージ１４と、このステージ１４の載置面１５と反対の側に設けられた、ステージ１４を移動させたり回転させたりするためのステージ移動手段１６とを備えている。本実施形態では、ステージ移動手段１６は、所定の回転軸（図１中、一転鎖線で示している）を中心として、ステージ１４を回転させることができる構成となっている。ステージ移動手段１６は、コンピュータ２０の後述する動作制御部４３と接続されており、動作制御部４３から出力される制御信号によって動作（ステージ１４の回転）が制御されている。

図２は、コンピュータ２０について説明する概略構成図である。コンピュータ２０はメモリ４０とＣＰＵ４１とを有し、メモリ４０に記憶されたプログラムをＣＰＵ４１が実行することで、処理手段４２および動作制御部４３が動作する公知のコンピュータである。動作制御部４３は、３次元スキャナ１８、およびステージ移動手段１６と接続されており、３次元スキャナ１８およびステージ移動手段１６それぞれに制御信号を送信し、それぞれの動作を制御する。処理手段４２は、３次元スキャナ１８によって測定された型部材測定データを取得し、型部材の測定データ（モールド測定データ）と型部材の設計データ（モールド設計データ）と、を比較する部位であり、データ取得部４４と、基準点導出部４５と、比較部４６とを有して構成されている。なお、メモリ４０には、部分モールド３０の３次元設計データが予め記憶されている。

データ取得部４４は、３次元スキャナ１８によって測定されたモールド部材測定データや、ステージ１４の載置面１５の３次元測定データ（載置面測定データ）等を取得する部位である。データ取得部４４によって取得されたモールド測定データや載置面測定データは、基準点導出部４５に送られる。基準点導出部４５は、モールド測定データや載置面測定データに応じて、モールド測定データにおける測定データ基準点を導出（設定）する。モールド測定データおよび測定データ基準点のデータは、比較部４６に送られる。

比較部４６は、メモリ４０に記憶されているモールド設計データを読み出し、測定データ基準点に対応するモールド設計データの設計データ基準点と、測定データ基準点とを一致させた状態で、モールド測定データとモールド設計データとのずれ量と導出する。比較部４６において導出された、ずれ量などの比較結果は、例えばディスプレイ２４（図２においては図示せず）に表示出力される。なお、モールド設計データは、コンピュータ２０のメモリ４０に記憶されていることに限らず、磁気記録媒体や光学記録媒体など、各種の外部記憶メディアに記憶されていてもよい。

３次元スキャナ１８は、測定空間内に位置する、部分モールド３０やステージ１４の載置面１５の３次元形状を測定して、モールド測定データや載置面測定データを得る装置である。３次元スキャナ１８は、部分モールド３０が載置面１５に載置された状態で、測定空間内に部分モールド３０全体と載置面１５の少なくとも一部が入るよう、すなわち、部分モールド３０全体と載置面１５の少なくとも一部が計測可能範囲となるよう、配置位置や配置角度が調整されている。

図３は、３次元スキャナ１８の構成を説明する図である。３次元形状スキャナ１８は、ＣＰＵ４７、ドライバー回路４８、レーザダイオード４９、ガルバノミラー５０、光学系５１，５２、ＣＣＤ素子５３、ＡＤ変換器５４、ＦＩＦＯ５５，信号処理プロセッサ５６、及びフレームメモリ５７を有する。
３次元スキャナ１８では、コンピュータ２０からの測定開始指示に応じて、ＣＰＵ４７は測定開始のトリガー信号を生成し、図示されないクロックジェネレータを起動してクロック信号を生成する。このクロック信号はＣＣＤ素子５３、ＡＤ変換器５４、ＦＩＦＯ５５、信号処理プロセッサ５６に供給される。一方、トリガー信号の生成により、ドライバー回路４８はレーザ光照射の信号を生成し、レーザダイオード４９に供給する。レーザダイオード４９は、これによりレーザ光を照射し、レーザ光をスリット光とし、このレーザ光の照射の信号に合わせて駆動を開始したガルバノミラー５０を振らして、光学系５１を介して照射されるスリット状のレーザ光を、部分モールド３０および載置面１５上でスキャンさせる。

一方、光学系５２を介して集束したレーザ光の反射光をＣＣＤ素子５３にて受光し、生成された画像信号をＡＤ変換器５４によりデジタル信号とし、ＦＩＦＯ５５を介して画像信号を順番に信号処理プロセッサ５６に供給する。信号処理プロセッサ５６は、光切断方法を用いた周知のアルゴリズムを実行する回路が組み込まれており、供給された画像信号から、部分モールド３０および載置面１５の３次元形状データ（モールド部材測定データおよび載置面測定データ）を生成する部分である。この３次元形状データは、フレームメモリ５７に逐次書き込まれ、必要に応じて呼び出される。画像信号から３次元形状データを生成する処理方法は、周知の光切断法を用いたアルゴリズムである。光切断法は、スリット光を測定対象物に照射し、測定対象物の曲がった帯状の反射光をＣＣＤ素子等のカメラで撮影し、画像における結像位置から３次元形状データを求める方法である。このときの演算は三角測量の原理に基づいて行われる。
生成されたモールド部材測定データおよび載置面測定データは、コンピュータ２０に供給される。
３次元スキャナ１８は、以上の作用を行うように構成された装置である。
このようなユニットとして、例えば光切断方法を用いた非接触３次元デジタイザＶＩＶＩＤ９ｉ（（株）コニカ ミノルタ社製）が例示される。

第１の実施態様では、このような構成の装置１０を用いて、部分モールド３０の作製精度について検査する。図４（ａ）は、部分モールド３０が、他の複数の部分モールドとともにタイヤ加硫機の加硫コンテナ３１に設置された状態を示す概略上面図であり、図４（ｂ）は、部分モールド３０について説明する概略上面図である。図４（ｂ）に示すように、部分モールド３０は、それぞれが連結して配置されることでタイヤ金型を成す、タイヤ一周部のトレッド面形状を周方向に沿って複数の部分に分割した各部分形状に対応する、複数の部分モールドのうちの１つである。

部分モールド３０は、作製するタイヤのトレッド表面に対応するタイヤ面３２を有しており、タイヤの加硫成型工程において、このタイヤ面３２の形状がタイヤのトレッド面に転写される。部分モールド３０のタイヤ面３０以外の表面部分は、部分モールド３０を加硫機に設置する際の設置状態に影響する。このため、高精度な形状のタイヤを作製するためには、部分モールド３０は、タイヤ面３２のみならず、タイヤ面３２と対向する側のモールド背面３４の形状などの部材面の形状精度も、非常に重要である。タイヤ面３２およびモールド背面３４が、モールド設計データ通りに作製されていれば、図４（ａ）に示すように加硫機に設置された状態で、部分モールド３０のタイヤ面３２（ここでは、トレッド溝部分は除く）の断面は、作製されるタイヤのタイヤ軸（図中の点Ｏ）を中心とした真円（タイヤの設計半径を半径とした円）と一致する。

当然、部分モールド３０のタイヤ面３２が、モールド設計データ通りに作製されなかった場合、タイヤ面３２の断面は、このような真円と一致しなくなってしまう。そして、部分モールド３０のモールド背面３４が、モールド設計データ通りに作製されなかった場合も、タイヤ面３２の断面は、このような真円と一致しなくなってしまう。これは、モールド背面３４の形状精度が悪いと、加硫機に設置する際の設置状態も悪くなり、加硫機に設置した状態において、タイヤ面３２の設置位置がずれてしまうからである。本実施形態では、部分モールド３０のような型部材について、タイヤの形状に対応したタイヤ面の３次元形状のみならず、タイヤ面以外の部材面も含む３次元形状を測定して、作製された型部材全体の形状の、設計データからのずれ量（誤差）を検査する。

図５（ａ）および（ｂ）は、モールド設計データ（３次元形状データ）６０について説明する図であり、モールド設計データ６０の示す３次元形状データを示す概略図である。図５（ａ）は、概略斜視図に対応し、図５（ｂ）は概略上面図に対応する。モールド設計データ６０は、作製するタイヤのトレッド表面に対応するタイヤ面部分６２を有しており、タイヤ面部分６２と対向する側のモールド背面部分６４や、作製したいタイヤの赤道面に対応する平面に平行な載置用表面部分６６（底面）を備えている。なお、モールド背面部分６４には、載置用表面部分６６と垂直な垂直表面部６５を備えている。なお、当然であるが、図１および図４に示すように、このようなモールド設計データ６０に基づいて作製された部分モールド３０も、モールド設計データの載置用表面部分６６に対応する載置用表面３６や、モールド設計データの垂直表面部６５に対応する垂直表面３５を備えている。

モールド設計データは、理想的な形状を再現したデータであり、タイヤ面部分６４の断面形状（図５（ｂ）に対応）は、仮想のタイヤ中心軸Ｏ’を中心とした真円の一部である。図５（ｂ）において、タイヤ面６２の表面形状をタイヤ周方向に沿って２等分する点Ｃ’を通り、垂直表面部６５と垂直な平面Ｙ’は、仮想のタイヤ中心軸Ｏ’を含んだ平面となる。垂直表面部６５は、このモールド部材設計データに基づいて作製されたモールド部材（本実施形態ではモールド部材３０）を、加硫機に配置する際の基準となる面に対応しており、特に、この平面Ｙ’と垂直表面部６５との交線ｌ’の中点Ｓ’は、このような加硫機における配置位置の基準となる点（設計データ基準点）だといえる。ここで、載置用表面部分６６を含む平面Ｘ_１’に平行で、この中点Ｓ’を通る平面Ｘ’（作製するタイヤの赤道面に対応する面である）、垂直表面部６５を含む平面をＺ’とする。モールド部材設計データは、中点Ｓ’を原点とし、平面Ｚ’と平面Ｘ’の交線、平面Ｘ’と平面のＹ’交線、平面Ｙ’と平面Ｚ’の交線、を直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）とした座標系上の座標によって表されている。なお、モールド設計データは、設計段階から、このような座標系上の座標によって表されている必要はない。例えばメモリ４０に記憶された後、処理部４２において、モールド設計データについて座標系の変換を行なってもよい。

以下、本発明のタイヤ型部材検査方法に対応する、部分モールド３０の形状精度検査方法について説明する。図６は、本実施形態の、部分モールド３０の形状精度検査方法のフローチャート図である。

まず、形状精度の比較対象である測定対象型部材（部分モールド３０）を、ステージ１４の載置面１５に配置する（ステップＳ１０２）。部分モールド３０をステージに載置する際、ステージ１４がどのように回転した状態であっても、３次元スキャナ１８の測定対象空間に、部分モールド３０と載置面１５の少なくとも一部が含まれるような位置に載置しておく。上述のように、部分モールド３０は、作製したいタイヤの赤道面に対応する平面に平行な載置用表面３６を備えており、載置用表面３６とステージ１４の載置面１５とが当接されて、部分モールド３０は載置面１５に載置される。なお、上述のように、部分モールド３０のモールド背面３４には、載置用表面３６と垂直な平面である、垂直平面３５を有している。

この状態で、部分モールド３０および載置面１５の少なくとも一部について、３次元形状の測定が開始される（ステップＳ１０４）。３次元形状の測定の際、３次元スキャナ１８の位置や受光面の角度は固定されたまま、コンピュータ２０の動作制御部４３からステージ移動手段１６に制御信号が送信されて、ステージ１４が所定角度だけ回転し、回転が終了して位置が固定されると、動作制御部４３からスキャナ１８に制御信号が送信されて、スキャナ１８によって３次元形状が測定されるといった処理が繰り返される。３次元形状の測定の度に、測定した３次元形状データはメモリ４０に記憶される。ステージ１４が３６０°以上回転し、部分モールド３０全体の３次元形状データがメモリ４０に記憶されると、コンピュータ２０の図示しないデータ合成手段が、メモリ４０に記憶された複数の角度から取得した３次元形状データを合成して、モールド３０や載置面１５の、測定範囲全体におけるモールド測定データおよび載置面測定データを作成する。

なお、このような３次元形状の測定の際、鏡を用いて３次元形状を測定してもよい。部分モールド３０の特にタイヤ面３２は、タイヤのトレッド部分に対応する形状を有しており、タイヤのトレッド面に設けられるべき縦溝や横溝などに対応する細かい凹凸を有している。このような細かい凹凸に起因して、３次元スキャナ１８から照射されたレーザ光が、ステージ１４をどのように回転させても届かない領域が生じてしまうこともある。このような領域を測定する際は、ステージ１４の載置面１５の所望の位置に、鏡を配置することで測定することができる。図７は、このような鏡を利用して型部材の３次元形状を測定する方法について説明する、概略構成図である。

この場合、図７のように、ステージ１４をどのように回転させても届かない領域（影領域）に、鏡１７で反射されたレーザ光が照射されるよう、ステージ１４の載置面１５に鏡１７を載置する。これにより、鏡１７を介して、影領域にレーザ光が照射され、このレーザ光の影領域からの反射光が３次元スキャナ１８で受光される。３次元スキャナ１８では、３次元スキャナ１８のレーザ出射光から測定点までの距離の情報が求められる。いうなれば、３次元スキャナ１８は、鏡１７に写る鏡像の形状を測定していることになる。このように得られた情報は、３次元スキャナの配置位置Ｎ_１、鏡１７の配置位置Ｎ_２、鏡１７の反射面１３の配置角度（図では、載置面１５に垂直）に応じて定まる反射角αを用いて、実際の空間での位置情報に変換することができる。鏡１７を載置面１５に配置する場合は、このような情報を取得しておくことが必要である。なお、コンピュータ２０による制御情報に応じて、鏡１７を、載置面１５の所望位置に所望した角度で配置することができる、装置１０が、図示しない鏡面配置手段を有していることが好ましい。

次に、このように取得されたモールド測定データ７０および載置面測定データ７７とを用いて、モールド測定データにおける、設計データ基準点Ｓ’と対応する測定データ基準点Ｓ_１を導出する（ステップＳ１０６）。図８（ａ）および（ｂ）には、モールド測定データにおける測定データ基準点Ｓ_１の一例の導出について説明する図であり、図８（ａ）は概略斜視図に、図８（ｂ）は概略上面図にそれぞれ対応している。載置面測定データ７７は、載置面１５の平面形状を再現する３次元形状データである。モールド測定データ７０は、部分モールド部材３０の形状を再現する３次元形状データであり、タイヤ面３２に対応するタイヤ面部分７２、モールド背面３４に対応するモールド背面部分７４、垂直表面部３５に対応する垂直表面部分７５を備えている。設計データ基準点Ｓ’と対応する測定データ基準点Ｓ_１は、以下のように導出する。

まず、載置面測定データ７７に基づき、載置面１５の平面形状を表す平面Ｘ_１を設定する。載置面測定データ７７が完全に平面を表すデータならば、この平面を平面Ｘ_１とすればよい。載置面測定データ７７が完全に平面を表すデータではない場合は、載置面測定データ７７が表す表面形状を平滑化した形状を平面Ｘ_１とすればよい。次に、平面Ｘ_１と平行な平面（図示せず）を設定し、この平面とタイヤ面３２に対応するタイヤ面部分７２との交線Ｌを規定する。平面Ｘ_１と平行な平面を設定する際、交線Ｌが、タイヤ面部分７２のうち、タイヤ溝部分に対応する領域ではなくタイヤのトレッド表面に対応する領域であるように設定することが好ましい。次に、交線Ｌの両端部を通る直線Ｌ_１を規定する。そして、この交線Ｌと交わる、直線Ｌ_１と平行な複数の直線Ｌ_２を設定し、各直線Ｌ_２と交線Ｌとの交点の組み合わせ（図８（ｂ）に示す、Ａ_１とＡ_２、Ｂ_１とＢ_２、Ｃ_１とＣ_２・・・など）を、複数点抽出する。そして、この交点の組み合わせをそれぞれ結んだ線分上の中点ｍａ、ｍｂ、ｍｃ・・を求める。

部分モールド３０は、モールドデータ６０に基づいて作成されており、モールド設計データ６０通りの形状であるならば、中点ｍａ、ｍｂ、ｍｃ・・は全て同一平面上の点、さらにはすべて同一直線上の点となっているはずである。すなわち、中点ｍａ、ｍｂ、ｍｃ・・は、図５に示す平面Ｙ’に対応する平面上の点であり、かつ、平面Ｙ’に対応する平面と、交線Ｌを含む平面との交線上の点であるはずである。しかし、実際の部分モールド３０は、作製誤差のため、中点ｍａ、ｍｂ、ｍｃ・・は、同一直線上になっていない。本実施形態では、モールド測定データにおける、平面Ｙ’に対応する平面Ｙを規定するため、例えば最小二乗法を用いて中点ｍａ、ｍｂ、ｍｃ・・の近似直線Ｎを導出する。そして、この近似直線Ｎを含み、平面Ｘに垂直な平面を、平面Ｙ’に対応する平面Ｙとして規定する。そして、この平面Ｙと、部材背面である垂直表面部分７５との交線ｌを求める。この交線ｌは、垂直表面部７５上の点となり、この交線ｌの中点、すなわちＸ面に垂直方向の高さの１／２の位置を、モールド測定データ上の基準点Ｓ_１として規定する。ここで、平面Ｘ_１に平行で、この基準点Ｓ_１を通る平面を平面Ｘとし、基準点Ｓ_１を通り、平面Ｙと平面Ｘの双方に垂直な面を平面Ｚとする。そして、この基準点Ｓ_１を原点とし、平面Ｚと平面Ｘの交線、平面Ｘと平面Ｙの交線、平面Ｙと平面Ｚの交線、を直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）とした座標系上の座標によって、モールド測定データの各測定点の座標を表す。

そして、上述の座標系で表されたモールド設計データが読み出され（ステップＳ１１０）、このような座標系の座標で表されたモールド測定データと、上述の座標系で表されたモールド設計データを比較して、各測定点における座標のずれを導出する（ステップＳ１１２）。このように、モールド設計データおよびモールド測定データを、上述の各座標系それぞれにおける座標によって表すことで、モールド設計データにおける設計データ基準点（中点Ｓ’）と、モールド測定データにおける、設計データ基準点Ｓ’と対応する測定データ基準点Ｓ_１とを一致させた際の、モールド設計データに対するモールド測定データのずれ量が導出される。基準点Ｓは、実際に部分モールドを加硫機に設置した際の、設置位置を規定するものであり、このように導出されたずれ量は、部分モールド３０を実際に加硫機に設置した際のずれ量を表しているといえる。

次に、比較結果が出力される（ステップＳ１１４）。比較結果としては、モールド測定データの各測定点について、設計データに対するずれ量の絶対値を、各測定点毎に出力してもよい。また、各測定点毎に、設計データに対するずれ量の絶対値と、予め定められた設計公差値とを比較し、この設計公差値と比べてずれ量の絶対値が大きい測定点についてのみ、設計公差値よりもずれ量が大きい旨を表示出力してもよい。また、例えば、モールド測定データに応じた３次元モデルをディスプレイに表示し、予め定められた設計公差値よりもずれ量が大きな測定点について、他の測定点と異なる色で表現して、ディスプレイを見る観察者に対して、設計公差値よりもずれ量が大きい部分を視覚的に示してもよい。また、図示しないマーキング手段を用いて、実際の部分モールド３０の、予め定められた設計公差値よりもずれ量が大きな測定点に対応する部分に、マーキングを施してもよい。

なお、上述の実施態様では、部分モールド３０を、実際に加硫機に設置した際のずれ量に着目し、ステップＳ１０６〜ステップＳ１１２において、モールド設計データにおける基準点Ｓ’に対応する、モールド測定データにおける基準点Ｓを導出し、基準点Ｓ’と基準点Ｓとを一致させることで、モールド測定データの各測定点のずれ量を導出した。本願発明において、例えば、部分モールド３０におけるタイヤ面３２の真円度からのずれ量を、特に知りたい場合などは、以下のように、モールド測定データの真円からのずれ量を導出すればよい。

図９は、モールド測定データにおける測定データ基準点の他の例の導出について説明する図であり、概略上面図に対応している。まず、上述の場合と同様、平面Ｘと平行な平面を設定し、この平面と、タイヤ面３２に対応するタイヤ面部分７２との交線Ｌを規定する（図８（ａ）参照）。平面Ｘと平行な平面を設定する際、交線Ｌが、タイヤ面部分７２のうち、タイヤ溝部分に対応する領域ではなくタイヤのトレッド表面に対応する領域であるように設定することが好ましい。そして、交線Ｌから、それぞれ異なる２点の組み合わせ（Ｄ_１とＤ_２、Ｅ_１とＥ_２、Ｆ_１とＦ_２、・・・）を複数抽出し、各組み合わせの２点を結んだ複数の線分それぞれの垂直２等分線Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３・・・について、異なる２つの垂直２等分線が交わる複数の交点Ｕ_１、Ｕ２、Ｕ３、・・・を導出する。そして、これら複数の交点Ｕ_１、Ｕ２、Ｕ３・・・の重心位置を、基準点Ｓ_２として設定する。部分モールド部材３０のタイヤ面６２が、モールド部材設計データに忠実に作製されている場合、複数の交点Ｕ_１、Ｕ２、Ｕ３、は全て同一の点、すなわち作製したいタイヤのタイヤ軸に対応する点で交わるはずである。本実施形態では、このような基準点Ｓ_２を、作製したいタイヤの中心軸に対応する点であると仮定し、この基準点Ｓ_２を中心として、作製したいタイヤの半径を半径とした真円に対する、各測定データのずれ量を導出する。このような態様は、部分モールド３０の形状のうち、特にタイヤ面３２の形状の作製精度についてのみ検査したい場合などにおいて、好適に用いればよい。

この場合も、比較結果としては、モールド測定データの各測定点について、設計データの表す上記真円に対するずれ量の絶対値を、各測定点毎に出力してもよい。また、各測定点毎に、設計データの表す上記真円に対するずれ量の絶対値と、予め定められた設計公差値とを比較し、この設計公差値と比べてずれ量の絶対値が大きい測定点についてのみ、設計公差値よりもずれ量が大きい旨を表示出力してもよい。また、例えば、モールド部材測定データに応じた３次元モデルをディスプレイに表示し、予め定められた設計公差値よりもずれ量が大きな測定点について、他の測定点と異なる色で表現して、ディスプレイを見る観察者に対して、設計公差値よりもずれ量が大きい部分を視覚的に示してもよい。また、図示しないマーキング手段を用いて、実際の部分モールド３０の、予め定められた設計公差値よりもずれ量が大きな測定点に対応する部分に、マーキングを施してもよい。

次に、本発明の第２の実施態様について説明する。本願発明の第２の実施態様では、作製したいタイヤのトレッド面形状の３次元設計データに応じてマスター型を作製し、作製されたマスター型の形状を順次転写して、転写の度に異なる材質の中間型部材を作製することで、タイヤ作製用のモールドを作製する際における、それぞれ異なる複数の転写工程間での形状転写精度を検査する。本願発明の第２の実施形態では、複数の転写工程のうち、少なくとも形状転写精度を検査したい転写工程直前の中間型部材の３次元形状、および形状転写精度を検査したい転写工程後の中間型部材の３次元形状、をそれぞれ測定しておく。そして、転写工程直前の転写前中間型部材の３次元形状測定データと、１つまたは２つ以上の転写工程後の転写後中間型部材の３次元形状測定データとを比較することで、形状転写精度を検査したい転写工程前後での形状転写精度を導出する。

図１０は、作製されたマスター型の形状を順次転写して、転写の度に異なる材質の中間型部材を作製することで、タイヤ作製用のモールドを作製する、モールドの作製工程について説明するフローチャート図である。図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１０に示すモールドの作製工程において作製される各種中間型部材のうち、各種の型の概略斜視図である。

モールドの作製の際、まずは、作製したいタイヤのトレッド面形状に基づいて、ＣＡＤやＣＡＭデータである型部材設計データを作成する（ステップＳ２０２）。そして、この、ＣＡＤやＣＡＭデータである型部材設計データに応じて樹脂材を切削して、図１１（ａ）に示すようなマスター型８２を作製する（ステップＳ２０４）。そして、このマスター型８２を、マスター型８２の周囲を囲うように配置された壁面で囲まれた型枠にセットして、マスター型８２が型枠にセットされた状態のマスター型部材を構成する（ステップＳ２０６）。そして、このマスター型部材の型枠内面の空間（マスター型８２の表面と上記壁面の内面とで囲まれた空間）にゴム部材を流し込み、このマスター型部材の型枠内面の空間形状が転写された、図１１（ｂ）に示すようなゴム型８４が作製される（ステップＳ２０８）。後に詳述するが、ゴム型８４は、金属製の蓋体８３の表面に、マスター型８２の表面と上記壁面の内面とで囲まれた空間形状が転写されて設けられている。次に、ゴム型８４を、ゴム型８４の周囲を囲うように配置された壁面で囲まれた型枠にセットして、ゴム型８４が型枠にセットされた状態のゴム型部材を構成する（ステップＳ２１０）。そして、ゴム型部材の型枠内面の空間（ゴム型８４の表面と上記壁面の内面とで囲まれた空間の空間）に未硬化の石膏部材を流し込み、このゴム型部材の型枠内面の空間形状が転写された、図１１（ｃ）に示すような石膏型８６が作製される（ステップＳ２１２）。そして、この石膏型８６を乾燥処理して十分に硬化させ（ステップＳ２１４）、石膏型８６を型枠にセットして、石膏型８６が型枠にセットされた状態の石膏型部材を構成する（ステップＳ２１６）。この石膏型部材の型枠内面の空間（石膏型８６の表面と上記壁面の内面とで囲まれた空間）に金属部材を流し込み、この石膏型部材の型枠内面の空間形状が転写された、図１１（ｄ）に示すようなモールド８８を作製する（ステップＳ２１８）。

第２の実施態様では、これら各種の中間型部材（各型や各型部材）について、少なくとも形状転写精度を検査したい転写工程後の中間型部材の３次元形状、をそれぞれ測定しておく。そして、転写工程前の転写前中間型部材の３次元形状測定データと、転写工程後の転写後中間型部材の３次元形状測定データとを比較することで、形状転写精度を検査したい転写工程前後での形状転写精度を導出する。

以降、一例として、ステップＳ２０８の、マスター型部材の型枠内面の空間（マスター型８２の表面と上記壁面の内面とで囲まれた空間）にゴム部材を流し込み、このマスター型部材の型枠内面の空間形状が転写されたゴム型８４を作製する工程における、転写精度を導出する例について説明する。すなわち、図１０に矢印IIで示す、ステップＳ２０６およびステップＳ２０８の各工程で作製された中間型部材それぞれの比較について説明する。

図１２は、ステップＳ２０６の工程直後の状態について説明する図である。図１２(ａ）は、マスター型８２を、マスター型８２の周囲を囲うように配置された壁面９２で囲う型枠９４にセットして、マスター型８２が型枠９４にセットされた状態のマスター型部材９０の概略斜視上面図である。図１２（ｂ）は、型枠９４の四方の壁面９２のうち一方の壁面（図１２（ａ）中の下側の壁面）を除去した状態で、この除去した側からマスター型部材９０の内部空間を観察した状態を示す概略側面図である。図１２（ｃ）は、マスター型部材９０の上面の側の開放面に蓋体８３を配置し、かつ、型枠９４の四方の壁面９２のうち一方の壁面を除去した状態で、この除去した側からマスター型部材９０の内部空間を観察した状態を示す概略側面図である。蓋体８３には、蓋体８３を貫通する図示しないゴム部材流入孔が設けられており、このゴム部材流入孔から、図１２（ｃ）に示すマスター型部材９０の内部空間９５に、未硬化のゴム部材が流し込む構成になっている。ステップＳ２０８では、マスター型部材９０の内部空間９５に、ゴム部材流入孔から未硬化のゴム部材が流し込まれることで、金属製の蓋体８３の表面に、マスター型８２の表面と壁面９２の内面とで囲まれた空間形状が転写されたゴム型８４が作製される。

このようなゴム型８４の作製においては、マスター型８２や壁面９２の硬度に対して硬化後のゴムの硬度が低いので、ゴムが内部に歪をもった状態で硬化されると、ゴム型基板８４がマスター型部材９０から取り外された状態（ゴム型の完成状態）で、ゴム型８４の表面形状に歪みを生じる場合もある。このような歪みは、実際に作製したタイヤ形状の形状誤差に繋がる。また、ゴム型８４の作製においては、マスター型部材９０の内部空間９５に、未硬化のゴム部材を流し込む際、マスター型部材９０の内部空間９５のマスター型８２の表面部分に空気溜まりが発生し、この空気溜まりが残ったままゴムが硬化されることもある。このような空気溜まりは、当然、ゴム型８４の形状結果となる。ゴム型の作製工程で生じる、すなわちステップＳ２０８の工程で生じる、このような歪みや欠陥の程度を正確に把握することは、ゴム型の作製工程（ステップＳ２０８の工程）自体の形状転写精度を向上させるうえで非常に重要である。本願第２の実施態様では、このような各工程における転写精度をそれぞれ正確に把握するため、少なくとも形状転写精度を検査したい転写工程後の中間型部材の３次元形状、をそれぞれ測定し、転写工程前の転写前中間型部材の３次元形状測定データと、転写工程後の転写後中間型部材の３次元形状測定データとを比較する。

ステップＳ２０８のゴム型基板の作製工程における形状転写精度を求めるには、ゴム型８４特にゴムの表面形状と、マスター型部材９０の内部空間９５の表面形状とを比較すればよい。そのために、まず、マスター型部材９０の内部空間９５の表面形状を測定する。このような形状の測定および評価には、第１の実施形態で用いた３次元スキャナ１８およびコンピュータ２０を用いればよい。

マスター型部材９０の内部空間９５の表面形状を測定するには、まず、枠体９４に蓋体８３が配置されていない状態で、蓋体８３が配置されるべき上面の側から、マスター型部材９０の内部空間の形状を測定する。すなわち、図１２(ａ)に示すような測定範囲の３次元形状が測定される測定角度で、マスター型部材９０の内部空間の３次元形状を測定する。そして、型枠９４の四方の壁面９２のうち一方の壁面を除去した状態で、この除去した側面の側からマスター型部材９０の内部空間の形状を測定する。すなわち、図１２(ｂ)に示すような測定範囲の３次元形状が測定される測定角度で、マスター型部材９０の内部空間の３次元形状を測定する。この側面の側からの測定は、マスター型基板８２の四方を囲む壁面９２のそれぞれの側から行なうことが好ましい。これらの測定によって得られた３次元測定データを合成することで、マスター型部材９０の内部空間の、詳細な３次元形状の測定データが得られる。このような、マスター型部材９０の内部空間の詳細な３次元形状の測定データは、例えば、コンピュータ２０のメモリ４０に記憶しておく。

そして、ステップＳ２０８の処理が行われた後、作製されたゴム型８４の３次元形状を測定する。この際、例えば、図１１（ｂ）に示すような測定範囲の３次元形状が測定される測定角度で３次元形状を測定した後、この上面と略垂直な四方の側面の側それぞれから３次元形状測定して、得られた３次元形状データを合成することで、ゴム型８４の３次元形状測定データとしてもよい。このような、ゴム型部材８４の内部空間の詳細な３次元形状の測定データは、例えば、コンピュータ２０のメモリ４０に記憶する。

そして、例えば、コンピュータ２０の基準点導出部４５が、マスター型部材９０の内部空間の３次元形状測定データ、およびゴム型部材８４の３次元形状測定データをそれぞれ読み出し、それぞれの３次元形状測定データからそれぞれ基準点を導出する。この際、基準点としては、３次元形状のうち、タイヤの形状に対応していない部分を基準点とすることが好ましい。これは、タイヤの形状に対応する部分の形状は比較的単調であり（詳細なタイヤ溝部分は除くが）、基準点を導出するのは困難であり、また、複雑な形状を有するタイヤ溝部分は、最も詳細に転写精度を評価したい対象部分そのものであり、このような部分を基準点として比較することは好ましくないからである。

本例では、基準点として、マスター型８２における、タイヤ形状部分と周囲部分との境界部分にある角部９１に対応する点（図１１および図１２参照）を基準点とする。このような基準点は測定も容易であり、また、形状も特徴的であるので、３次元形状測定データから抽出することも容易である。

そして、例えばコンピュータ２０の比較部４６において、マスター型部材９０の内部空間の３次元形状測定データ、およびゴム型部材８４の３次元形状測定データそれぞれの基準点を一致させた状態で、２つの３次元形状測定データの各測定それぞれのずれ量を導出する。このようにして導出されたずれ量は、ステップＳ２０８のゴム型の作製工程自体の形状転写精度を、良好に表しているといえる。

そして、例えば、コンピュータ２０に接続されたディスプレイ２４などに、このような比較結果を表示する。比較結果としては、ゴム型８４の各測定点について、マスター型部材９０の内部空間の３次元形状測定データに対するずれ量の絶対値を、各測定点毎に出力してもよい。また、各測定点毎に、マスター型部材９０の内部空間の３次元形状測定データに対するずれ量の絶対値と、予め定められた設計公差値とを比較し、この設計公差値と比べてずれ量の絶対値が大きい測定点についてのみ、設計公差値よりもずれ量が大きい旨を表示出力してもよい。また、例えば、ゴム型８４の３次元形状測定データに応じた３次元モデルをディスプレイに表示し、予め定められた設計公差値よりもずれ量が大きな測定点について、他の測定点と異なる色で表現して、ディスプレイを見る観察者に対して、設計公差値よりもずれ量が大きい部分を視覚的に示してもよい。また、図示しないマーキング手段を用いて、実際のゴム型８４の、予め定められた設計公差値よりもずれ量が大きな測定点に対応する部分のみを、マーキングしてもよい。

上述の実施例では、ステップＳ２０８のゴム型８４を作製する工程における、転写精度を導出する例、すなわち、図１０に矢印IIで示す、ステップＳ２０６およびステップＳ２０８の各工程で作製された中間型部材それぞれの比較について説明した。本願第２の実施形態で、転写精度を導出する工程は、このような工程に限定されない。例えば、マスター型８２の表面形状と、ゴム型８４の表面形状とを比較することで、図１０のステップＳ２０６〜ステップＳ２０８の２つの工程を経た際の、形状転写精度を導出してもよい（図１０中の矢印I）。これは、例えば、マスター型８２を型枠９４にセットする段階の、マスター型８２に対する型枠９４の設置位置ずれも加味して、転写精度を評価したい場合などにおいて有効である。また、同様に、ゴム型８４と石膏型８６の表面形状とを比較することで、図１０のステップＳ２１０〜ステップＳ２１２の２つの工程を経た際の、形状転写精度を導出してもよい（図１０中の矢印III）。また、ステップＳ２１２の石膏型基板８６を作製する工程における、転写精度を導出する場合など、図１０に矢印IVで示す、ステップＳ２１０およびステップＳ２１２の各工程で作製された中間型部材それぞれを比較すればよい。また、同様に、石膏型８６とモールド８８の表面形状とを比較することで、図１０のステップＳ２１２〜ステップＳ２１８の工程を経た際の、形状転写精度を導出してもよい（図１０中の矢印V）。また、ステップＳ２１８の、鋳造によりモールド８８を作製する工程における、転写精度を導出する場合など、図１０に矢印VIで示す、ステップＳ２１６およびステップＳ２１８の各工程で作製された中間型部材それぞれを比較すればよい。なお、本願第２の実施態様で、転写精度を検査する各工程は、図１０のフローチャートの右側に矢印で示されている工程間であることに限定されず、例えば、マスター型と石膏型を比較したり、ゴム型とモールドとを比較することもできる。また、図１０のフローチャートの左側に矢印は、本願発明の第１の実施態様で比較する３次元形状データの組み合わせの例を示していることは、いうまでもない。

なお、上述のように石膏型８６は、ステップＳ２１６に示す型枠のセットが行なわれるに先がけて、乾燥処理が長時間行われる。本願第２の実施形態では、ステップＳ２１６の乾燥処理における各段階で、石膏型８６の３次元形状を測定し、乾燥処理における形状の経時変化の程度（いうなれば、形状維持精度）を導出してもよい。３次元スキャナ１８は、短時間で３次元形状を測定することができるので、ステップＳ２１６の乾燥処理における石膏型基板８６の経時変化を、細かい時間単位で詳細に導出することができる。上述の各場合それぞれにおいても、基準点として、マスター型８２における、タイヤ形状部分と周囲部分との境界部分にある角部９１に対応する点（図１０および図１１参照）を基準点とすればよい。

以上、本発明のタイヤ型部材検査方法、タイヤ型部材検査装置、および型部材作製工程精度検査方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

本発明のタイヤ型部材検査装置の一例について説明する概略構成図である。 図１に示すタイヤ型部材検査装置における、コンピュータについて説明する概略構成図である。 図１に示すタイヤ型部材検査装置における、３次元スキャナについて説明する概略構成図である。 （ａ）は、図１に示すタイヤ型部材検査装置で３次元形状を測定する対象型部材である部分モールドが、他の複数の部分モールドとともにタイヤ加硫機に設置された状態を示す概略上面図であり、（ｂ）は、部分モールドについて説明する概略上面図である。 （ａ）および（ｂ）は、モールド部材設計データの示す３次元形状データを示す概略図であり、（ａ）は概略斜視図に対応し、（ｂ）は概略上面図に対応する図である。 本発明のタイヤ型部材検査方法の一例のフローチャート図である。 鏡を利用して型部材の３次元形状を測定する方法について説明する、概略構成図である。 モールド測定データにおける測定データ基準点の一例の導出について説明する図であり、図８（ａ）はモールド測定データが示す３次元形状の概略斜視図に対応する図であり、図８（ｂ）はモールド測定データが示す３次元形状の概略上面図に対応する図である。 モールド測定データにおける測定データ基準点の他の例の導出について説明する図であり、モールド測定データが示す３次元形状の概略上面図に対応する図である。 各種型部材の形状を順次転写してタイヤ作製用のモールド金型を作製する、モールドの作製工程の一例について説明するフローチャート図である。 図１０に示すモールド金型の作製工程において作製される各種中間型部材のうち、各種の型基板の概略斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、マスター型が型枠にセットされた状態のマスター型部材について説明する図である、（ａ）は、マスター型部材の概略上面図、（ｂ）は、マスター型部材を囲う壁面の一部を除去した状態におけるマスター型部材の概略側面図、（ｃ）は、マスター型部材の上面の側の開放面に蓋体を配置した状態での概略側面図をそれぞれ示している。

符号の説明

１０ ３次元形状測定装置
１２ 載置台
１４ ステージ
１５ 載置面
１６ ステージ移動手段
１８ ３次元スキャナ
２０ コンピュータ
２２ 入力手段
２４ ディスプレイ
３０ 部分モールド部材
３１ 加硫コンテナ
３２ タイヤ面
３５ 垂直表面
３６ 載置用表面
４０ メモリ
４１ ＣＰＵ
４２ 処理手段
４３ 動作制御部
４４ データ取得部
４５ 基準点導出部
４６ 比較部
４７ ＣＰＵ
４８ ドライバー回路
４９ レーザダイオード
５０ ガルバノミラー
５１，５２ 光学系
５３ ＣＣＤ素子
５４ ＡＤ変換器
５５ ＦＩＦＯ
５６ 信号処理プロセッサ
５７ フレームメモリ
６０ モールド設計データ
６２ タイヤ面部分
６４ モールド背面部分
６５ 垂直表面部
６６ 載置用表面部分
７０ モールド測定データ
７２ タイヤ面部分
７４ モールド背面部分
７５ 垂直表面部分
７７ 載置面測定データ
８２ マスター型
８３ 蓋体
８４ ゴム型
８６ 石膏型
８８ モールド
９０ マスター型部材
９２ 壁面
９４ 型枠
９５ 内部空間

Claims (18)

1. 作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づいて作製された、タイヤ作製用の型部材の形状精度を検査する方法であって、
   前記３次元形状設計データを取得し、
   前記型部材の３次元形状を計測し、
   計測によって取得された型部材３次元測定データと、前記型部材の３次元設計データとを比較することで、作製された前記型部材の形状の、前記３次元設計データからのずれ量を導出するものであり、
   前記型部材は、タイヤ一周分のトレッド面形状をタイヤ周方向に沿って複数の部分に分割した部分形状の１つに対応し、
   比較の際、取得した前記型部材３次元測定データに応じて、前記型部材３次元測定データにおける測定データ基準点を設定し、
   前記測定データ基準点と、前記測定データ基準点に対応する前記３次元設計データにおける設計データ基準点とを一致させて、前記型部材３次元測定データと前記３次元設計データとを同一座標空間上に配置し、この配置状態で、前記型部材の前記３次元測定データと前記３次元設計データとのずれ量を導出することを特徴とするタイヤ型部材検査方法。
2. 前記型部材は、それぞれが連結して配置されることでタイヤ金型をなす複数の部分モールド、または、前記部分モールドを作製するためのマスター型であり、
   前記型部材の３次元形状を測定する際、載置平面を有する基板の前記載置平面に前記型部材が載置された状態で、少なくとも、前記載置平面の少なくとも一部の表面形状と、前記型部材のうち前記トレッド面形状に対応する表面部分であるタイヤ面と、前記型部材の前記タイヤ面と対向する側の表面である部材背面の少なくとも一部と、の３次元形状を測定し、
   前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データ、前記型部材の前記タイヤ面の３次元測定データ、および前記型部材の前記部材背面の３次元測定データに基づき、前記型部材３次元測定データにおける前記測定データ基準点を設定することを特徴とする、請求項１記載のタイヤ型部材検査方法。
3. 前記部材背面の前記一部は、前記部分モールドをタイヤ作製のための加硫機に配置した際の、前記部分モールドの配置位置の基準となる配置基準点を少なくとも含み、
   前記比較の際、前記型部材３次元測定データから前記配置基準点に対応する点を抽出し、この抽出した点を前記測定データ基準点として設定することを特徴とする請求項２記載のタイヤ型部材検査方法。
4. 前記型部材は、作製したい前記タイヤの赤道面に対応する前記タイヤ面を通る平面に平行な載置用表面を備え、
   前記型部材の３次元形状を測定する際、前記載置用表面と前記基板の前記載置面とが当接されて、前記型部材が前記載置平面に載置された状態で、少なくとも、前記載置平面の一部の表面形状と、前記型部材の前記タイヤ面と、前記部材背面の前記一部との３次元形状を測定し、
   測定した前記載置平面の一部の表面形状と、前記型部材の前記タイヤ面と、前記部材背面の前記一部との３次元測定データを用いて、前記測定データ基準点を設定することを特徴とする請求項３記載のタイヤ型部材検査方法。
5. 前記型部材の前記部材背面は、前記載置用表面と略垂直な垂直表面部分を少なくとも含み、
   前記型部材の３次元形状を測定する際、前記載置用表面と前記載置面とが当接されて前記型部材が前記載置平面に載置されて、前記垂直表面部分が前記載置面に垂直となった状態で、
   少なくとも、前記載置平面の一部の表面形状と、前記型部材の前記タイヤ面と、前記垂直表面部分と、の３次元形状を測定することを特徴とする、請求項４記載のタイヤ型部材検査方法。
6. 前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データに基づき、前記載置平面に対応する第１の平面を設定し、前記タイヤ面の３次元測定データを用いて、前記第１の平面と平行な前記タイヤ面を通る第２の平面を設定し、
   前記タイヤ面の３次元測定データの表す面と前記第２の平面との交線と、この交線の両端部を結ぶ直線に平行なそれぞれ異なる複数の直線それぞれと、のそれぞれ異なる２つの交点の組み合わせを複数抽出し、
   各組み合わせにおける２交点を結んだ複数の線分それぞれの中点を導出し、
   導出した複数の中点に基づいて、この中点を同一直線上の点として近似する近似直線を導出し、
   この近似直線を含む前記第１の平面に垂直な第３の平面を設定し、設定した前記第３の平面と前記部材背面との交線を導出し、
   この交線の中点を、前記基準点として設定することを特徴とする請求項５記載のタイヤ型部材検査方法。
7. 前記型部材の３次元形状測定データは、３次元スキャナを用いて取得され、
   前記３次元スキャナは、前記型部材に投射光を照射して、前記投射光の前記型部材の表面からの反射光を検知することで、前記型部材の３次元測定データを得るものであり、
   前記型部材の少なくとも一部の表面に光を照射する際、鏡を介して前記型部材に前記投射光を照射し、前記投射光の前記型部材の前記表面からの反射光を、前記鏡を介して検知することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ型部材検査方法。
8. さらに、前記３次元形状測定データ測定データが表す形状および前記３次元形状設計データが表す形状の少なくともいずれか一方を、表示画面上に表示する表示出力ステップを有し、
   前記表示出力ステップでは、前記ずれ量が、予め定められた設計公差値よりも大きいと判定された測定点については、他の測定点と異なる表示形態で表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ型部材検査方法。
9. さらに、前記ずれ量が前記設計公差値よりも大きいと判定された測定点に対応する位置に、マーキングするステップを有することを特徴とする請求項８記載のタイヤ型部材検査方法。
10. 前記型部材は、それぞれが連結して配置されることでタイヤ金型をなす複数の部分モールド、または、前記部分モールドを作製するためのマスター型であり、
    前記型部材の３次元形状を測定する際、載置平面を有する基板の前記載置平面に前記型部材が載置された状態で、少なくとも、前記載置平面の少なくとも一部の表面形状と、前記型部材のうち前記トレッド面形状に対応する表面部分であるタイヤ面と、の３次元形状を測定し、
    前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データ、および前記型部材の前記タイヤ面の３次元測定データに基づき、前記型部材３次元測定データにおける、作製したい前記タイヤの中心軸に対応する設計中心軸線上の少なくとも一点を導出して、導出した前記一点を、前記型部材３次元測定データにおける前記測定データ基準点として設定することを特徴とする請求項１記載のタイヤ型部材検査方法。
11. 前記比較の際、前記載置平面の３次元測定データに基づき、前記載置平面に対応する第１の平面を設定し、前記タイヤ面の３次元測定データを用いて、前記第１の平面と平行な前記タイヤ面を通る第２の平面を設定し、
    前記タイヤ面の３次元測定データの表す面と前記第２の平面との交線から、それぞれ異なる２点の組み合わせを複数抽出し、各組み合わせの２点を結んだ複数の線分それぞれの垂直２等分線のうち、異なる２つの垂直２等分線の交点の全てを導出し、導出した複数の交点に基づいて、前記設計中心軸線上の点を近似して表す軸心点を規定し、
    この軸心点を通り前記第１の平面と垂直な線と、作製したい前記タイヤの中心軸に対応する、前記型部材の３次元設計データにおける設計中心軸線と、を一致させて、前記３次元測定データの前記測定データ基準点以外の位置の前記ずれ量を導出することを特徴とする請求項１０記載のタイヤ型部材検査方法。
12. 前記軸心点として、導出した複数の交点の重心点を導出することを特徴とする請求項１１記載のタイヤ型部材検査方法。
13. 前記型部材の前記３次元設計データは、前記設計中心軸線と、作製したいタイヤの半径のデータとで表された、断面が真円状の３次元形状データであり、
    前記比較の際、前記近似中心軸線と前記設計中心軸線とを一致させて、
    前記３次元測定データと、断面が真円状の前記３次元設計データとのずれ量を導出することを特徴とする請求項１１または１２記載のタイヤ型部材検査方法。
14. 作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づいて作製された、タイヤ作製用の型部材の形状精度を検査する装置であって、
    前記３次元形状設計データを取得する手段と、
    前記型部材の３次元形状を計測する手段と、
    計測によって取得された型部材３次元測定データと、前記型部材の３次元設計データとを比較することで、作製された前記型部材の形状の、前記３次元設計データからのずれ量を導出する手段と、を有し、
    前記型部材は、タイヤ一周分のトレッド面形状をタイヤ周方向に沿って複数の部分に分割した部分形状の１つに対応し、
    前記導出する手段では、比較の際、取得した前記型部材３次元測定データに応じて、前記型部材３次元測定データにおける測定データ基準点を設定し、前記測定データ基準点と、前記測定データ基準点に対応する前記３次元設計データにおける設計データ基準点とを一致させて、前記型部材３次元測定データと前記３次元設計データとを同一座標空間上に配置し、この配置状態で、前記型部材の前記３次元測定データと前記３次元設計データとのずれ量を導出することを特徴とする、タイヤ型部材検査装置。
15. 作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた３次元形状設計データに基づい作製されたマスター型の形状を繰り返し転写して、転写の度に異なる材質の型部材を順次作製するタイヤ作製用型部材作製過程における、それぞれ異なる複数の転写工程間での形状転写精度を検査する方法であって、
    複数の転写工程のうち、少なくとも形状転写精度を検査したい転写工程前の転写前型部材の３次元形状、および前記形状転写精度を検査したい、少なくとも１つの転写工程後の転写後型部材の３次元形状、をそれぞれ測定し、
    前記転写前型部材の３次元形状測定データと、前記転写後型部材の３次元形状測定データとを比較することで、検査したい前記転写工程前後での形状転写精度を導出するものであり、
    比較の際、前記転写前型部材の３次元形状測定データに応じて、前記転写前型部材の３次元形状測定データにおける転写前測定データ基準点を設定するとともに、転写後型部材の３次元形状測定データに応じて、転写後型部材の３次元形状測定データにおける転写後測定データ基準点を設定して、
    前記転写前測定データ基準点および前記転写後測定データ基準点のそれぞれに基づき、前記転写工程前の前記３次元測定データおよび前記転写工程後の前記３次元測定データを、同一座標空間上に配置して、各３次元測定データ間のずれ量を導出することを特徴とする型部材作製工程精度検査方法。
16. 前記型部材は、作製したいタイヤのトレッド面形状に応じた形状の型に、この型を囲む壁部を有する枠体が取り付けられて構成されていることを特徴とする請求項１５記載の型部材作製工程精度検査方法。
17. 前記転写前型部材の３次元形状として、前記枠体部材を構成する前記壁部の内面と、前記壁部で囲まれた前記型の表面と、で囲まれた内面の３次元形状を測定することを特徴とする請求項１６記載の型部材作製工程精度検査方法。
18. 前記型部材の前記内面の３次元形状を測定する際、複数の前記壁部を順次取り外し、取り外した側から、３次元スキャナを用いて前記型部材の前記内面の３次元形状を測定することを特徴とする請求項１７記載の型部材作製工程精度検査方法。

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